Стандартная модель космологии основана на Общей теории относительности, которая описывает гравитацию как искривление пространства и времени. Хотя было доказано, что уравнения Эйнштейна очень хорошо работают в нашей солнечной системе, наблюдениями не было подтверждено, что они работают во всей Вселенной.

Международная команда космологов, включая ученых из Портсмутского университета в Англии, теперь смогла проверить теорию гравитации Эйнштейна в дальних уголках космоса.

Они сделали это, изучив новые данные наблюдений с космических и наземных телескопов, которые измеряют расширение Вселенной, а также формы и распределение далеких галактик.

Исследование, опубликованное в Астрономия природы, исследовал, может ли изменение общей теории относительности помочь решить некоторые из открытых проблем, с которыми сталкивается стандартная модель космологии.

Профессор Казуя Кояма из Института космологии и гравитации Портсмутского университета сказал: "Мы знаем, что расширение Вселенной ускоряется, но для того, чтобы теория Эйнштейна работала, нам нужна эта таинственная космологическая постоянная.

"Различные измерения скорости космического расширения дают нам разные ответы, также известные как напряженность Хаббла. Чтобы попытаться бороться с этим, мы изменили взаимосвязь между материей и пространством-временем и изучили, насколько хорошо мы можем ограничить отклонения от предсказания Общей теории относительности. Результаты были многообещающими, но мы все еще далеки от решения".

Возможные модификации уравнения общей теории относительности заключены в трех феноменологических функциях, описывающих расширение Вселенной, влияние гравитации на свет и воздействие на материю. Используя статистический метод, известный как байесовский вывод, команда впервые реконструировала три функции одновременно.

"Частичные реконструкции этих функций были сделаны за последние 5-10 лет, но у нас не было достаточно данных, чтобы точно реконструировать все три одновременно", - добавил профессор Кояма.

"Мы обнаружили, что текущие наблюдения становятся достаточно хорошими, чтобы установить предел отклонений от общей теории относительности. Но в то же время мы обнаруживаем, что очень трудно решить эту проблему, с которой мы сталкиваемся в стандартной модели, даже расширяя нашу теорию гравитации.

"Одна из захватывающих перспектив заключается в том, что через несколько лет у нас будет гораздо больше данных от новых зондов. Это означает, что мы сможем продолжать улучшать ограничения на модификации Общей теории относительности, используя эти статистические методы".

Предстоящие миссии позволят получить высокоточную 3D-карту сгруппированной материи во Вселенной, которую космологи называют крупномасштабной структурой. Они позволят получить беспрецедентное представление о гравитации на больших расстояниях.

Профессор Левон Погосян из Университета Саймона Фрейзера в Канаде сказал: "Поскольку наступает эра точной космологии, мы находимся на пороге изучения гравитации в космологических масштабах с высокой точностью. Текущие данные уже рисуют интересную картину, которая, если она будет подтверждена с большей силой ограничения, может проложить путь к решению некоторых открытых проблем в космологии ".